La sustitución de carburantes derivados del petróleo (ga-solina, gasoil) por biocarburantes derivados de la biomasavegetal (bioetanol y biodiesel principalmente) constituyeactualmente un reto para la mayoría de países industriali-zados, que reducirían así su dependencia de un petróleocada vez más escaso, costoso y de peor calidad. Ante laingente cantidad de biomasa que haría falta para podersustituir una fracción razonable de carburantes fósiles(hoy día no se ha conseguido sustituir más allá del 2% detodo el petróleo mundial), los residuos de cultivos agríco-las parecen constituir una de las pocas fuentes, sino laúnica, capaz de cubrir, en cantidad y calidad, estos reque-rimientos. Otras fuentes alternativas, como el hidrógeno,parecen más lejanas en el tiempo.

Actualmente, el sector mundial de los biocarburantesestá constituido básicamente por el bioetanol y el bio-diesel (Ballesteros Perdices, 2006). El biodiesel se ob-tiene a partir de aceites vegetales de plantas oleagino-sas y puede sustituir total o parcialmente al gasóleo en

motores diesel. Pero es el bioetanol, con diferencia, elbiocarburante más utilizado. Este alcohol puede mez-clarse con la gasolina en diferentes proporciones, incre-mentando así su octanaje.

El bioetanol se obtiene a partir de materias azucaradas(pastas fermentables) procedentes de cultivos como la ca-ña de azúcar y la remolacha, o cereales como maíz, trigoy cebada (etanol de almidón). Tras la fermentación de es-tas materias primas azucaradas se obtiene un mosto conun grado alcohólico en torno al 10-15% que se concentrahasta alcohol ‘hidratado’ (4-5% de agua) o alcohol absolu-to (Ballesteros Perdices, 2006).

Los biocarburantes constituyen una alternativa muyatractiva para sustituir al petróleo, ya que tienen carac-terísticas parecidas a los combustibles fósiles, no con-tienen azufre (causante de lluvia ácida) y su utilizaciónpodría contribuir a reducir el calentamiento global me-diante una menor emisión de CO2. Su industria, ade-más, crearía numerosos puestos de trabajo.

Jul-Ago 07Agricultura

Biocarburantes y residuos decultivos: necesidad de un equilibrio paraconservar la calidad de los suelos

José M. Murillo, Félix Moreno, Engracia Madejón • Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla. CSIC.

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Dossier Biocombustibles

La utilización indiscriminada de residuos de cultivos para la obtención de biocarburantes podríacomprometer uno de los principales objetivos de la agricultura de conservación: preservar la ca-lidad de los suelos

artic JUL-AGO 18/7/07 14:08 Página 530

Sin embargo, la dedicación mayoritaria de residuos ala obtención de biocarburantes podría comprometer unode los principales objetivos de la agricultura de conser-vación, que promueve que se dejen en los suelos tras larecolección para aumentar y/o conservar la calidad delos mismos.

Etanol ‘lignocelulósico’(Bioetanol)

Mediante fermentación de materias primas azucara-das como las citadas anteriormente, se produjeron en2004 alrededor de 30•109 L de bioetanol en todo elmundo, cantidad que sólo supone alrededor del 2% delconsumo mundial de petróleo (Ballesteros Perdices,2006). Aumentar razonablemente este porcentaje su-pondría disponer de extensiones de terreno dedicadas acultivos energéticos mucho mayores que las actuales, locual no siempre es posible ante las necesidades ali-mentarias de una población creciente en la mayor partedel mundo.

Frente a este panorama, los residuos de cultivos, in-cluidos los procedentes de cultivos energéticos (una vezextraído el azúcar o retirado el grano) aparecen comouna fuente idónea para obtener bioetanol en cantidadsuficiente para poder ahorrar un porcentaje razonablede petróleo (Wilhem et al., 2004). Existen otras fuenteslignocelulósicas que podrían utilizarse para la obtenciónde biocarburantes, como las especies forestales y otrasespecies biomásicas, residuos de poda, residuos de laindustria de la madera, residuos industriales y municipa-les, etc. Pero en cantidad, los residuos de cultivos sonhoy por hoy la fuente más segura para la producciónmasiva de bioetanol, una vez que el desarrollo de losdenominados biocarburantes de segunda generación(derivados de la transformación de la biomasa lignoce-lulósica) sea operativo y económicamente viable.

Todavía no existen plantas comerciales que obtenganetanol a partir de biomasa lignocelulósica, aunque comoindica Ballesteros Perdices (2006), se han realizadoavances significativos en investigación y desarrollo me-diante estudios centrados en la consecución de siste-mas más eficientes para la transformación biológica(nuevos enzimas y microorganismos capaces de mejo-rar la hidrólisis de la celulosa y fermentar los azúcaresresultantes) y mejor aprovechamiento de los ‘coproduc-tos’ generados.

Residuos de cultivos y calidaddel suelo: laboreo deconservación

Ahora bien, la retirada masiva de residuos de cultivos pa-ra estos, u otros fines, pondría en peligro la estrategia de ladenominada ‘Agricultura de Conservación’, que se basa enla utilización de cubiertas vegetales y laboreo de conserva-ción, prácticas agronómicas que alteran lo menos posiblela composición, estructura y biodiversidad del suelo, evi-tando su erosión y degradación (ECAF-AEAC.SV, 1999).

Básicamente, con el laboreo de conservación se pre-tende mantener la calidad de los suelos evitando las la-bores profundas y la retirada de los residuos del cultivoprecedente. Hoy día se pretende que el agricultor seamenos ‘labrador’ y reduzca en lo posible el número, eintensidad, de las labores dadas a sus campos. Es desobra conocido que el laboreo frecuente reduce el con-tenido de materia orgánica del suelo, sobre todo si sevoltea. Con el laboreo tradicional se entierra más del95% de los residuos, pero la calidad de este enterra-miento es cuestionable, ya que no suelen quedar bienmezclados con el suelo. El laboreo excesivo suele, ade-más, desecar los horizontes labrados y compactar elsuelo (aparición de suelas de labor). Y por último, lapérdida de residuos en superficie puede potenciar la ac-ción destructora de los agentes erosivos, viento y aguaprincipalmente, (Urbano Terrón, 1992).

El manejo de los residuos de cultivos es un aspectobásico para la agricultura moderna, hasta el punto deque los sistemas de laboreo pueden clasificarse, no só-lo en función de las operaciones efectuadas, sino tam-bién según sea el manejo de los residuos, de forma queel laboreo puede dividirse en dos grandes grupos, se-gún se eliminen, o no, los residuos del cultivo preceden-te (Gajri et al., 2002).

Inicialmente, el laboreo deconservación recibió el nombrede laboreo mínimo, ya que suprincipal finalidad era reducir elnúmero de pases de labor en elcampo, debido a que en la dé-cada de los 30, la combinaciónde los efectos negativos del la-boreo excesivo, disminución dela población rural y aumento delos costes de la maquinaria,motivó que investigadores euro-peos plantearan una reducciónde las labores (Fernández-Quintanilla, 1997).

En 1977, el Servicio de Con-servación de Suelos de EEUU(creado en 1935) cambió el término inicial de laboreomínimo por el de laboreo de conservación. En 1984 sematizó todavía más esta definición, considerándose co-mo laboreo de conservación ‘cualquier sistema de laboreoque deja tras la siembra más de un 30% del suelo cubier-to con residuos para reducir la erosión por agua. Dondelos problemas de erosión estén causados por el viento, elsistema debe mantener sobre la superficie del suelo unacantidad de residuos equivalente a 1.1 Mg ha-1 durantelos períodos más críticos de erosión eólica’.

Beneficios medioambientalesderivados del laboreo deconservación

En general, son muy numerosas las ventajas medio-ambientales que pueden conseguirse con el laboreo de

Jul-Ago 07Agricultura

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Dossier

Los residuos de cultivos,incluidos los

procedentes de cultivosenergéticos (una vezextraído el azúcar oretirado el grano)

aparecen como unafuente idónea paraobtener bioetanol

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BOLETIN LIBROS 07 26/6/07 13:50 Página 3

conservación, siempre que se aplique adecuadamente. Las ventajas podrían agruparse en dos grandes gru-

pos: de orden técnico-económico, con beneficios a cortoplazo (relacionadas con el manejo, ahorro de energía,rendimiento, etc.) y de orden ambiental (calidad de sue-los, agua y aire: Gajri et al., 2002), con beneficios a máslargo plazo.

Los agricultores, en general, suelen darle más impor-tancia a las primeras, por el ahorro de combustible, ma-quinaria y operaciones de labor que supone su implan-tación (Sánchez-Girón et al., 2007), que proporcionaademás mayor flexibilidad para realizar las labores (elagricultor no necesita estar tan pendiente de que el te-rreno alcance lo que se conoce como ‘buen tempero’).

También es muy importante elahorro de agua, especialmentebajo condiciones semiáridas. Lapresencia de una capa de resi-duos en superficie evita pérdi-das por evaporación, factor quepuede ser crucial para la cose-cha en años muy secos (Lópezy Arrúe, 1997; Lampurdanés yCantero-Martínez, 2006; More-no et al., 1997; 2006; OrdóñezFernández et al., 2007). La Ta-bla 1 muestra las diferenciastan notables que pueden existir,en años muy secos (como fue1995) entre el contenido deagua de la capa superficial de

un mismo suelo sometido a laboreo de conservación ylaboreo tradicional.

A medio y largo plazo, las ventajas ambientales ven-drían reflejadas por mejoras en calidad del sistema sue-lo-agua-atmósfera, no sólo desde un punto de vista fisi-

co-químico, sino también biológico (aumento de la ma-cro y micro fauna, y de la biodiversidad en general, Kla-divko, 2001). Bajo las condiciones semiáridas de Anda-lucía Occidental, se ha demostrado que el laboreo deconservación incrementa el nivel de determinadas acti-vidades enzimáticas y carbono de la biomasa microbia-na (Madejón et al., 2007). En general, la presencia deresiduos, y tratamientos menos agresivos, facilitan cobi-jo y estabilidad a la macro y mesofauna, y aportan ener-gía y nutrientes (materia orgánica) a la microfauna.

Existen también algunos inconvenientes derivados dellaboreo de conservación. En suelos mal drenados y frí-os podrían aparecer problemas de anaerobiosis y ger-minación. Además pueden surgir problemas ocasiona-les (roedores, babosas, problemas de alelopatía, proli-feración de ciertas herbáceas perennes de difícil erradi-cación, excesiva compactación del suelo) que podríansolucionarse intercalando un laboreo convencional cadacierto tiempo.

Pero en general, suelen ser más numerosas, y gene-ralizadas, las ventajas derivadas del laboreo de conser-vación que los inconvenientes que pudieran surgir en si-tuaciones concretas.

El conjunto de beneficios considerados hace que losrendimientos de los cultivos bajo laboreo de conserva-ción (siempre que se establezca adecuadamente) seandel mismo orden, e incluso mayores, que los obtenidoscon el laboreo convencional. La Tabla 1 muestra a títulode ejemplo rendimientos de girasol obtenidos con am-bas modalidades, en un experimento de larga duraciónestablecido en 1991 (Moreno et al., 1997). Cabe desta-car el efecto beneficioso que tuvo el laboreo de conser-vación en años secos.

Laboreo de conservación y‘secuestro de carbono’

La importancia del laboreo de conservación para au-mentar y mantener la calidad de los suelos es indiscuti-ble. Paralelamente, con esta técnica se reducen lasemisiones de CO2 a la atmósfera (cuantiosas cuando sequeman rastrojos, y/o se voltea el suelo), gas que po-tencia el efecto invernadero al aumentar su concentra-ción en la atmósfera. Mayor retención de carbono orgá-nico en el suelo (‘secuestro de carbono’) implica unamenor emisión de CO2 a la atmósfera, proceso en elque destaca el laboreo de conservación frente a otrastécnicas, consideradas en conjunto como ‘buenas prác-ticas agrícolas’ (Arrúe Ugarte, 1997; Lal, 2000;Lal y Pi-mentel, 2007). La Tabla 2 refleja este hecho. El ‘secues-tro de carbono’ puede resultar especialmente interesan-te para la recuperación de suelos degradados, contem-plados como sumideros de excedentes orgánicos y sos-tén potencial de cultivos energéticos.

Sin embargo, algunos autores han llegado ha cuestio-nar la importancia relativa de este ‘secuestro’ para la re-sultante global del denominado ‘cambio climático’, o ‘ca-lentamiento global (aumento del efecto invernadero).Según se aprecia en la Tabla 3, comparado con los su-

Jul-Ago 07Agricultura

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Dossier Biocombustibles

Con el laboreo deconservación se

pretende mantener lacalidad de los suelosevitando las labores

profundas y la retiradade los residuos delcultivo precedente

Gráfico 1Contenido volumétrico de agua en la capa superficial de un suelo Xerofluventbajo laboreo tradicional y de conservación, en un año seco (experimento reali-zado en la finca experimental ‘La Hampa’, Coria del Río (Sevilla), CSIC).

artic JUL-AGO 18/7/07 14:11 Página 534

Dossier

Tabla 1Rendimiento del girasol en años normales y años secos. Experimento que vienerealizándose desde 1991 sobre un suelo Xerofluvent, en el término municipal de Coria delRío (Sevilla, finca experimental ‘La Hampa’ –CSIC). Diferencias anuales significativas seindican mediante asterisco (p < 0.05)

Año hidrológico(septiembre-

agosto)

Precipitación (mm) Laboreo Rendimiento

(kg•ha-1)

Peso de 1000 granos

(g)

Rendimientograso

(%)

1992-1993 353 TradicionalConservación

21432463

44.543.9

1994-1995 245 TradicionalConservación

473*1521

23.8*40.5

39.0*44.6

1996-1997 655 TradicionalConservación

39563831

61.261.8

47.548.0

1998-1999 185 TradicionalConservación

864*1556

51.7*61.8

43.8*43.1

2000-2001 642 TradicionalConservación

28003300

54.556.0

44.044.4

2002-2003 693 TradicionalConservación

42504627

59.960.6

43.544.0

Tabla 3‘Sumideros’ terrestres de carbono orgánico y tiempos de residencia aproximados (Fuente: Sauerbeck, 2001)

Sumidero Fracción Ejemplo Tiempo medio deresidencia

Biomasa vegetal HerbáceaLeñosa Hojas, cultivos < 10º años

Materia orgánica del suelo

Hojarasca

Materia orgánica ‘activa’

Materia orgánica estable

Hojarasca no descompuesta

Residuos de cultivos

Hojarasca en descomposición

Materia orgánica enmacro-agregados

Estabilizada por arcillas

RecalcitranteCarbón vegetal

< 5 - 10º años

10º - 101 años

102 – 103 años

Sumideros antropogénicos Papel, telasMadera

Papelería, vestimentaConstrucción,

mobiliario< 10º - 101 años

Carbono orgánico fósil Turba, lignitoCarbón mineral

> 103 – 105 años*> 108 – 109 años*

* Edad geológica

Tabla 2Prácticas de manejo de suelos y agua que permiten mejorar la calidad de los suelos yaumentar el secuestro de carbono orgánico (COS), bajo diferentes condiciones climáticas.Fuente: Lal (2000)

Práctica recomendada

Capacidad de secuestro de COS (kg· ha-1· año-1)

Templado (húmedo)

Templado (árido)

Tropical (húmedo)

Tropical (árido)

Laboreo de conservación 500 - 800 300 - 500 200 - 400 100 - 200

Cubiertas vegetales 400 - 600 200 - 400 150 - 300 50 - 100

Manejo de la fertilidad del suelo 200 - 400 100 - 200 100 - 200 50 - 100

Manejo del agua 100 - 200 200 - 400 50 - 100 100 - 200

Mejora de los sistemas de cultivo 100 - 200 50 - 100 50 - 100 20 - 50

Manejo integrado de plagas 100 - 200 50 - 100 100 - 200 20 - 50

Jul-Ago 07Agricultura

535

mideros de carbono fósil (e.g., petróleo), cual-quier otro sumidero es mucho más efímero y pa-sajero. Bosques y suelos, manejados adecuada-mente, tendrían una capacidad de ‘secuestro’temporal algo mayor, pero siempre con un ‘tiem-po de residencia’ muchísimo más bajo que el delcarbono fósil. Como indica Sauerbeck (2001), in-cluso cuidados con extremo esmero, bosques ysuelos poseen una capacidad finita para secues-trar carbono, capacidad que posiblemente se sa-turaría en menos de 100 años.

De ahí que se cuestione su validez para reducireficazmente las emisiones de CO2 a la atmósfe-ra. En palabras de Sauerbeck (2001), existe unagran diferencia entre una tonelada de carbono fó-sil que no se libere a la atmósfera (permaneceráasí por tiempo prácticamente indefinido, sin costealguno) y una tonelada de carbono que sea se-cuestrado en un ‘sumidero’ temporal y pasajero(que tarde o temprano evolucionará, con un costeadicional de mantenimiento).

Vuelve pues a surgir la necesidad preservar loscombustibles fósiles, derivados del petróleo, sus-tituyéndolos por los obtenidos a partir de mate-rias primas renovables, entre las que, según seindicó anteriormente, los residuos de cultivos seperciben como una de las fuentes más seguras,en cantidad y calidad, para la producción masivade bioetanol. Pero se trata de una situación co-yuntural que merece la debida atención. No pue-de admitirse que los residuos de cultivos se dedi-quen indiscriminadamente a la obtención de bio-carburantes, a pesar de su creciente necesidad,puesto que esta práctica podría comprometer se-riamente la calidad de muchos suelos, según seha discutido a lo largo de este artículo. Resolverel problema por esta vía sería, como indican Lal yPimentel (2007) en un magnífico editorial, ‘robara Pedro para pagar a Pablo’.

Estos y otros autores contemplan otras fuentesde energías renovables, que incluirían diversoscultivos energéticos (destinados exclusivamentepara tal fin), entre los cabría destacar diversasgramíneas biomásicas (10 - 20 t ha-1), semillasde oleaginosas, ciertas halófitas, y, sobre todo,árboles de crecimiento rápido, como álamos ysauces. Estas plantaciones, dedicadas exclusiva-mente a la obtención de biocarburantes (bioeta-nol), podrían contribuir al mismo tiempo a recu-perar suelos marginales y/o degradados (Lal y Pi-mentel, 2007).

Además de las soluciones propuestas, en nues-tra opinión debería profundizarse en estudiosorientados a determinar la cantidad mínima de re-siduos que pueda garantizar el mantenimiento dela calidad de los suelos de cada escenario edafo-climático en particular (respetando siempre el30% de cobertura umbral). Hoy día se cuenta conexcelentes cultivos, capaces de generar bajo

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condiciones óptimas cantidades de residuos superioresa las realmente necesarias para mantener la calidad delsuelo, y muchas veces excesivas para la operatividadde las futuras labores. Estos ‘excedentes’ podrían con-tribuir a la obtención de biocarburantes (o satisfacerotras necesidades, como la disponibilidad de paja).

En nuestra opinión, se trata de una línea de trabajo ala que posiblemente no se ha prestado la debida aten-ción, teniendo en cuenta la importancia que tiene en elcontexto que venimos considerando, y su estrecha co-nexión con una problemática ampliamente debatida enla literatura especializada, como es el conocimiento dela cantidad ‘óptima’ y/o ‘valor umbral’ de carbono orgáni-co (total y/o fracciones más importantes) que debe al-canzar un determinado tipo de suelos para que puedandesarrollarse adecuadamente todas sus funciones bajodiferentes prácticas agrícolas, y ecológicas en general.

Con el conocimiento de este valor umbral de carbonoorgánico podremos acercarnos al establecimiento deprácticas sostenibles que permitan cierta diversificaciónen la utilización de los residuos de los cultivos sin com-prometer la calidad del suelo.

Agradecimientos

Trabajo realizado en el marco del Proyecto de Investi-gación (Plan Nacional) AGL 2005-02423/AGR, Laboreode conservación: efectos a corto y largo plazo sobre lacalidad del suelo y el desarrollo de los cultivos.

Bibliografía

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Dossier Biocombustibles

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